一种基于DSTFT解调2FSK信号的新方法

现有解调２ＦＳＫ信号的方法,大多采用时域解调的方式。本文提出了一种利用离散短时傅里叶变换（ＤＳＴＦＴ）在时频域解调２ＦＳＫ信号的新方法,仿真表明效果良好。     

离散傅里叶变换性质的可视化教学设计

离散傅里叶变换是“数字信号处理”的重要教学内容,然其定义及主要性质涉及大量数学公式推导表征,较为抽象枯燥,不利于学生直观深入理解;且课程内容中对理论知识的具体应用场景涉及较少,难以激发学生的学习兴趣。针对此问题,提出了将数字图像频谱分析作为离散傅里叶变换性质教学的辅助手段,对线性、循环移位、对称性、对偶性等主要性质,分别进行直观形象的可视化展示。课程实践结果表明,该教学设计能有效提高学生的学习兴趣和知识掌握度,取得了较好的教学效果。     

基于离散傅里叶变换的高动态突发信号检测及频率估计

针对高动态突发通信应用环境,提出了一种新的基于频率域的突发信号检测及载波频偏估计算法,通过一次离散傅里叶变换( DFT)实现突发信号存在性检测及频率估计,并与经典Power-Law算法进行了比较。仿真结果表明：在低信噪比条件下,新算法检测信噪比门限改善超过1 dB,频率估计均方根误差小于符号率的1‰,并且对载波频偏及信号电平动态不敏感,实现结构简单,适合实时处理及工程应用。     

匹配傅里叶变换快速算法及在雷达信号处理中应用

为了减小匹配傅里叶变换分析的计算量,提出了一种基于快速傅里叶变换的快速算法。根据匹配傅里叶变换的分解将积分形式转化为离散形式,推导出快速算法表达式。该算法与直接的数值离散匹配傅里叶变换算法相比较,计算量大大减少。同时给出了其在雷达信号处理中线性调频信号的检测与参数估计的应用。理论及计算机仿真结果表明了该算法的有效性和精确性,有良好的工程应用前景。     

傅里叶变换与小波变换在信号去噪中的应用

对于高频信号和高频噪声干扰相混叠的信号,采用小波变换去除噪声可以避免用傅里叶变换去噪带来的信号折损。对于噪声频率固定的平稳信号,在对信号进行傅里叶变换后使用滤波器滤除噪声。对高频含噪信号则采用正交小波函数sym4对信号分解到第4层,利用极大极小值原则选择合适的阈值进行软阈值处理,最后利用处理后的小波系数进行重构。实验结果表明,对于高频含噪信号傅里叶去噪会出现严重的信号丢失现象,使用极大极小值原则选择阈值进行小波去噪可以有效地保留高频部分的有用信号。     

基于高斯加权分数阶傅里叶变换的LFM信号参数估计

针对低占空比下传统算法参数估计性能下降的问题,提出了一种高斯加权分数阶傅里叶变换(GFRFT,Gaussian-weighted fractional Fourier transform)参数估计方法。给出了时限信号GFRFT的定义并推导了其模值平方的特性,研究了高斯白噪声背景下GFRFT的输出信噪比并给出了闭式表达式,进行了仿真实验并讨论说明了该方法的适用条件。仿真结果表明,该方法在低占空比的情况下可以有效地提高参数估计精度。     

Generalized convolution theorem associated with fractional Fourier transform

The fractional Fourier transform (FRFT)—a generalization of the well‐known Fourier transform (FT)—is a comparatively new and powerful mathematical tool for signal processing. Many results in Fourier analysis have currently been extended to the FRFT, including the ordinary convolution theorem. However, the extension of the ordinary convolution theorem associated with the FRFT has been developed differently and is still not having a widely accepted closed‐form expression. In this paper, a generalized convolution theorem for the FRFT is proposed, and the dual of it is also presented. The ordinary convolution theorem and some of its existing extensions related to the FRFT are shown to be special cases of the derived results. Moreover, some applications of the derived results are presented. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Local polynomial Fourier transform: A review on recent developments and applications

The local polynomial Fourier transform (LPFT), as a high-order generalization of the short-time Fourier transform (STFT), has been developed and used for many different applications in recent years. This paper attempts to review previous research work on the following issues of the LPFT. Firstly, the definition, the properties of the LPFT and its relationships with other transforms are reviewed. The LPFT for multicomponent signal is then presented. The polynomial time frequency transform (PTFT), which is the maximum likelihood estimator to estimate the parameters in the LPFT, as well as its properties and fast algorithms are discussed. By comparing with the Fourier transform (FT), the STFT and the Wigner-Ville distribution (WVD), the LPFT has its superiority in obtaining improved SNRs, which can be supported by theoretical analysis and computer simulations. Furthermore, the reassignment method is combined with the LPFT and the robust LPFT to improve the concentration of the signal representation in the time-frequency domain. Performances obtained by using various LPP-related methods are compared for signals in different noise environments, such as the additive white Gaussian noise (AGWN), impulsive noise, and the mixture of AGWN and impulsive noise.     

基于短时分数阶傅里叶变换的谱分割算法

多分量非线性调频信号在现代通信和雷达系统中应用越来越广泛,而对其进行有效分析识别的常用算法就是短时分数阶傅里叶变换（Short Time Fractional Fourier Transform,STFRFT）.文章首先讨论了STFRFT的圆特性,证明了它基于高斯旋转窗的非圆性并给出了修正的圆的STFRFT定义;在此基础上研究了时频变换后不同时频点的谱峭度,进而推导出了区域集的谱峭度,并将该区域谱峭度作为谱图上某区域内是否含有信号点的检测因子;最后基于区域集谱峭度的区域增长算法被用于从谱图中盲分割识别出各个非线性调频分量信号.仿真实验验证了所提算法的有效性和鲁棒性.     

一种改进的CPFSK信号频率估计方法

针对突发信号解调中多普勒频偏大的问题,提出了一种改进的连续相位移频键控信号(CPFSK)频率估计方法.首先接收信号平方运算使信号的调制指数加倍,再通过一次离散傅里叶变换(DFT),用搜索信号平方谱谱峰的方法实现突发信号频率估计.仿真实验表明,在低信噪比条件下,该算法的频率估计精度比经典的相位差频率估计算法提高了20%;该算法与广泛用于高动态突发信号的频率插值估计算法相比,同道干扰信道下信干比改善可达4 dB,DFT长度缩短约1/3.     

Performance of low density parity check coded continuous phase frequency shift keying (LDPCC‐CPFSK) over fading channels

In this paper, in order to improve bit error performance, bandwidth efficiency and reduction of complexity compared to related schemes such as turbo codes, we combine low density parity check (LDPC) codes and continuous phase frequency shift keying (CPFSK) modulation and introduce a new scheme, called ‘low density parity check coded‐continuous phase frequency shift keying (LDPCC‐CPFSK)’. Since LDPC codes have very large Euclidean distance and use iterative decoding algorithms, they have high error correcting capacity and have very close performances to Shannon limit. In all communication systems, phase discontinuities of modulated signals result extra bandwidth requirements. Continuous phase modulation (CPM) is a powerful solution for this problem. Beside CPM provides good bandwidth efficiency; it also improves bit error performance with its memory unit. In our proposed scheme, LDPC and CPFSK, which is a special type of CPM, are considered together to improve both error performance and bandwidth efficiencies. We also obtain error performance curves of LDPCC‐CPFSK via computer simulations for both regular and irregular LDPC code. Simulation results are drawn for 4‐ary CPFSK, 8‐ary CPFSK and 16‐ary CPFSK over AWGN, Rician and Rayleigh fading channels for maximum 100 iterations, while the frame size is chosen as 504. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

低信噪比下相位编码信号载频估计新方法

研究了电子侦察中相位编码信号的载频估计问题, 提出一种低信噪比下载频估计新方法.该方法首先将相位编码信号划分为等长度的交叠区间, 并计算各个区间内信号频谱的聚集性测度, 然后采用网格密度聚类算法对聚集性测度进行分类, 以聚类结果作为载频估计的特征类, 最后叠加特征类频谱并提取峰值得出信号载频估计值.实验结果表明, 该方法无需先验知识, 对编码形式不敏感, 且能够在较低信噪比下完成相位编码信号的载频估计, 适合于电子侦察场合.     

短时分数阶傅里叶变换对调频信号的时频分辨能力

调频信号的检测和参数估计一直是信号处理领域的研究热点之一。为深入挖掘短时分数阶傅里叶变换对调频信号的时频分析优势,从短时分数阶傅里叶变换的定义出发,推导了其时频分辨能力与信号参数的关系,并与短时傅里叶变换进行了对比分析。结论表明,短时傅里叶变换时频分辨能力与信号频率变化率有关,而短时分数阶傅里叶变换几乎不受调频率变化率影响。最后,通过对比仿真实验证明,对于频率变化率较小的信号,两者时频分辨效果差别不明显,对于频率变化率较大的信号,短时分数阶傅里叶变换的时频分辨效果更好。     

离散色散光域傅里叶变换的延时和带宽扩展研究

光域傅里叶变换为射频频谱分析提供了一种新的解决方案。光域傅里叶变换主要受限于大的二阶色散的获得,而离散傅里叶变换只需要控制离散点的相位,理论上可以解决大色散的获得问题。文章利用光纤环作为离散色散器件,用线性调频信号作为待测信号,进行了光域离散傅里叶变换的研究。该系统是一个快速傅里叶变换系统,每次变换用时约2.07 ns。用示波器观测线性调频信号变换前与变换后的波形延迟,可以测出该系统的变换延时,约为100 ns,其延时大小主要取决于系统中的光纤长度。该系统可以实现对信号的不间断处理。为了扩展系统的瞬时带宽,对片上集成光微环组方案的可实现性进行了分析。     

时频分析在雷达信号识别中的应用

针对目前雷达信号分选识别的问题,研究了时频分析的方法在信号识别方面的应用。该方法与其他雷达信号识别方法相比,能有效地分析非平稳信号。在时频分析相关理论的基础上,分别研究了基于短时傅里叶(STFT)变换和Wigner-Ville分布(WVD)方法对信号特征的分析和提取。通过仿真,分析对比了两种方法的优劣性, STFT可分析出信号的局部频域特性,而相同信噪比下, WVD比STFT受噪声影响小、聚合度高,能更好地体现时间和频率之间的关系,由此表明,两种方法均可较好地区分出调制信号特征。     

基于短时傅立叶变换的跳频序列瞬时频率估计

采用了G函数的方法来模拟跳频序列，然后利用短时傅立叶变换对它进行分析与瞬时频率的估计。该方法能够有效地描绘出跳频信号的频率随时间跳变的规律（跳频图案），具有很高的时间一频率分辨率。计算机仿真验证了应用短时傅立叶变换分析跳频序列的有效性和实用性。     

分布式MIMO OFDM系统的时频同步

针对分布式MIMO OFDM系统,提出一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的定时同步与频偏捕获算法。发送端采用线性调频信号作为训练序列,接收端通过分数阶傅里叶变换,先对各个发送天线之间的相互干扰进行抑制,再完成定时同步与频偏捕获。相比于已有算法,该算法有效地提升了定时同步与频偏捕获的精度。仿真结果表明了其有效性。     

多量子位量子Fourier变换的仿真实现研究

量子Fourier变换(QFT)是许多量子算法的关键子例行程序,核磁共振系统(NMR)是目前最有希望实现量子计算的物理系统之一.在介绍QFT,并对其进行进一步分析,得到了多量子位QFT的实现逻辑线路后,应用多量子算符代数理论,给出了基本量子逻辑门的核磁共振实现,分解了QFT各相应的逻辑操作,设计了相应的核磁共振脉冲序列.并通过量子计算仿真程序进行了实现多量子位QFT的实验验证,证明了所设计的NMR脉冲序列的合理性和实用性.     

基于两次傅里叶变换的时域MUSIC波达方向估计

针对基于频域多重信号分类（MUSIC）的波达方向（DOA）估计方法在有效快拍数较少情况下的不稳定问题,提出了一种基于两次傅里叶变换的时域MUSIC波达方向估计方法。首先,通过傅里叶变换将各阵元接收数据转换为频域数据,并按扫描角度对各阵元数据进行相位补偿;然后,再通过傅里叶变换将补偿后的频域共轭数据转换为时域复解析数据,在时域构建相移后的协方差矩阵;最后利用特征分解求取具有正交特性的噪声子空间,获得扫描方位空间谱,实现对波达方向估计。数值仿真及实测数据处理结果均表明,相比频域MUSIC方法,在一次有效快拍条件下,所提方法可稳定获得具有正交特性的噪声子空间,实现对波达方向估计;稳定性得到了5 dB的改善,背景噪声级和旁瓣级得到了3 dB以上的改善,因此该方法可明显提高目标检测和方位估计性能。     

基于分数阶Fourier变换的模糊函数及其在二次调频信号参数估计应用中的研究

作为处理非平稳信号的一种重要工具,模糊函数(ambiguity function,AF)已经被广泛应用于雷达信号处理、声纳技术等领域,并对线性调频信号信号的参数估计具有极好的处理能力。但对应用于众多领域的二次调频信号,模糊函数就显得无能为力了。作为Fourier变换的更广义形式,分数阶Fourier变换(Fractional Fourier transform)近年来受到了广泛关注。为解决二次调频信号的估计问题,本文研究了基于分数阶Fourier变换的模糊函数,给出了这种变换的一些新的重要性质,如共轭对称性、Moyal公式、时移性等,推导出了它与经典模糊函数、基于分数阶Fourier变换的Wigner分布、短时Fourier变换、小波变换等其他时频变换的关系。作为应用,最后本文用这种分数阶模糊函数来估计二次调频信号,应用实例的仿真结果表明了分数阶模糊函数在估计二次调频信号参数方面的可行性和有效性。